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基于线阵CCD的迈克耳孙干涉仪条纹计数器

2012-02-01陈玉林徐林华

物理实验 2012年2期
关键词:信号实验系统

陈玉林,马 龙,顾 斌,徐林华

(南京信息工程大学数理学院,江苏南京210044)

1 引 言

迈克耳孙干涉仪是常用的计算光波波长的仪器,它设计精巧、用途广泛,后人在此基础上发展出当今物理学、化学、生物学、医学都有许多重要应用的现代干涉仪器,如激光比长仪、傅里叶变换光谱仪等[1].但是因为缺少配套的干涉环计数系统,操作人员在做实验时必须在光线较暗的环境中,通过调节手轮同时用肉眼观察并记录干涉环涌出或陷入的条纹数,当需记录条纹数较大时,眼睛容易疲劳,导致工作效率降低,计数误差增大[2].

本文设计的计数器配合迈克耳孙干涉仪,可直观显示干涉图像,自动判断圆环涌出还是陷入,记录干涉环变化次数,外形小巧轻便,无需连接计算机,具备智能化程度高的特点.相对人工计数而言,提高了测量精度,降低了工作强度,简化了实验操作,具有重要的实际意义[3],可推广应用于光学实验及相关测量.

2 装置原理

2.1 设计思路

迈克耳孙干涉仪干涉条纹计数器主要由3部分组成:CCD图像传感器、微处理器最小系统、液晶显示屏.电荷耦合器件(charge couple device,简称CCD)是一种新型光电传感器件.它的基本单元是MOS结构,能存储由光产生的电荷信号,当对它施加特定时序脉冲时,其存储电荷能在CCD内作定向移动而实现自扫描,输出电压信号的大小与CCD单元存储的电荷多少成正比,CCD单元存储电荷的多少与光的强度和CCD单元光积分时间成正比.本文使用的CCD图像传……

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